DE2814032A1

DE2814032A1 - Verfahren zur herstellung von als blutplasmaexpander geeigneter hydroxyaethylstaerke

Info

Publication number: DE2814032A1
Application number: DE19782814032
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Holzer
Original assignee: Laevosan GmbH and Co KG
Current assignee: Laevosan GmbH and Co KG
Priority date: 1977-04-08
Filing date: 1978-03-31
Publication date: 1978-10-19
Also published as: IT1094297B; DK155178A; FI781058A; ATA248977A; DD135352A5; IL54388A0; HU176274B; GB1551807A; NL188753B; US4167622A; SE430068B; SI7810823A8; NL188753C; IT7821997A0; YU82378A; DK158791B; DE2814032C2; SU797586A3; DK158791C; SE7803892L

Description

28U032

Patentanwälte Dr. WALTER KPAiic

^Dr-ANNEWTE WEISER?

15 . 8000 Münfn ₇T

1852

Laevosan-Gesellschaft mbH & Co KG Linz, Österreich

Verfahren zur Herstellung von als Blutplasmaexpander geeigneter Hydroxyäthylstärke

809842/0722

28H032

Schon 1934 synthetisierte W.Ziese, Z.Physiol.Chem. 229', 213 (1934) ; 235 \- 235 (1935), Hydroxyäthylstärken (HES) und prüfte sie als Substrate für Amylasen verschiedener Herkunft; 1956 synthetisierten Husemann und Resz, J.of Polyra.Science 3J^, 389 (1956), HES als Modellsubstanz für Amylose zum Studium fermentativen Abbaus und zur Feststellung etwaigen Abbaus bei verschiedenen Reaktionen. Verfahren für die Herstellung von HES für industrielle Zwecke sind noch länger bekannt und in zahlreichen Patentschriften niedergelegt. Die Verwendung von HES für medizinische Zwecke als Blutplasmaersatz wurde erstmals von Wiedersheim, Arch.Int.Pharmacodyn.Therap. 111, 353-61 (1957) , an Tieren beschrieben. Für die Herstellung von HES benützt Wiedersheim das bekannte Verfahren der Hydroxyäthylierung von Stärke in alkalisch-wässerigem Medium mittels Äthylenoxyd. Um jedoch eine HES zu erhalten, die als Blutplasmaersatz geeignet ist, verwendet er hydrolytisch zu niedrigeren Molekulargewichten abgebaute Maisstärke als Hydroxyäthylierungssubstrat. In der Folge erschienen zahlreiche Arbeiten und Patente, die sich die Wiedersheim¹sehe Entdeckung zunutze machten und sich mit der Herstellung von HES für die Humanmedizin beschäftigten.

Wie bereits erwähnt, wurde bisher die Hydroxyäthylstärke, die in jüngster Zeit als Blutplasmaexpander Verwendung gefunden hat, durch alkalische Hydroxyäthylierung von Stärke hergestellt. Das dabei erhaltene Reaktionsgemisch ist zunächst stark alkalisch und muß zur weiteren Aufarbeitung zunächst neutralisiert werden. Durch diesen Neutralisationsvorgang entsteht nun im Reaktionsgemisch eine relativ große Menge an Salzen, in erster'Linie Kochsalz. Zur Entfernung des Salzes wurden zunächst Dialys ever fahren vorgeschlagen. Ein derartiges Verfahren ist zeitlich, apparativ und energetisch äußerst aufwendig und birgt außerdem die Gefahr der Infektion des Reaktionsgemisches in sich. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, dieses umständliche Verfahren durch ein einfacheres Aufarbeitungsverfahren zu ersetzen. So wurde beispielsweise vorgeschla"-gen, die Neutralisation der Reaktionslösung mit Kationenaustauschern durdEuf-uhren. Dieses Verfahren ist zwar apparativ einfacher, es bannt jedoch nicht die Gefahr einer biologischen Verschmutzung (Infektion) des Präparates infolge der großen, leicht von Bakterien und Pilzen besiedelten Oberfläche der Austauscherharzpartjlel.

809842/Ü722

28U032

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß es nach den bisher bekannten Verfahren nur äußerst schwer möglich war, Hydroxyäthylstärke mit der für die Verwendung als Blutplasmaersatzmittel notwendigen Reinheit und Keimfreiheit zu erhalten.

Es wurde nun ein relativ einfaches und überraschend wirksames Verfahren gefunden, durch welches die oben aufgezeigten Probleme sicher vermMen werden und durch welches Hydroxyäthylstärke in pyrogenfreier Form mit der zur Verwendung als Blutplasmaexpander notwendigen Reinheit erhalten werden kann.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von als Blutplasmaexpander geeigneter Hydroxyäthylstärke durch alkalische Hydroxyäthylierung von Stärke /darauffolgende Neutralisierung des Reaktionsgemisches, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die gebildete Hydroxyäthylstärke aus der Reaktionsmischung mit einem Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, extrahiert wird, in dem die durch die Neutralisation entstandenen Salze nur wenig bis gar nicht löslich sind.

Im einzelnen wird das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt durchgeführt:

Nach der Hydroxyäthylierung der Stärke, welche zweckmäßig in der von Husemann und Resz angegebenen Weise vorgenommen wird, wird die neutralisierte, mit Aktivkohle druckfiltrierte Reaktionslösung im Vakuum eingedampft und der dicke Sirup durch Trocknung im Vakuum entwässert. Das Trocknungsprodukt wird in einem Extraktionslösungsmittel gelöst, wobei sich der Großteil des von der Neutralisation herrührenden Natriumchlorids ungelöst abscheidet. Nach Filtration erhält man ein Filtrat, das im wesentlichen aus einer Lösung von Hydroxyäthylstärke in Lösungsmittel besteht und außer einem geringen Restnatriumchloridgehalt Äthylenglykole enthält, die als Nebenprodukte der Hydroxyäthylierung entstanden sind. Vorteilhaft wird dabei aus dem Filtrat durch Einrühren in ein Fällmittel, in dem Hydroxyäthylstärke v/enig bis unlöslich ist, Roh-Hydroxyäthylstärke ausgefällt; es ist dabei günstig, als Fällmittel Aceton einzusetzen; zur Reinigung wird die Lösung in Wasser mit Aktivkohle behandelt und in Aceton gefällt. Das reine Produkt ist pyrogenfrei und enthält wenig Natriumchlorid, das potentiometrisch bestimmt wird. Bei der Weiterverarbeitung zu einer 6 %igen, isotonischen Hydroxyäthylstä-rke-Plasmaexpanderlösung wird die berechnete, fehlende Natriumchloridmenge zugewogen.

809842/0722

28U032

Als Extraktions lösungsmit l:el wird vorteilhaft Dimethylformamid eingesetzt, wobei sich in der Praxis ergibt, daß der Restnatriumchloridgehalt unter dem einer Hydroxyäthylstärke-Plasmaexpanderlösung mit 0,9 % Natriumchlorid liegt und nur auf diesen Wert ergänzt werden muß.

Die nach dem vorstehenden Verfahren gewonnene Hydroxyäthylstärke weist aufgrund des bei der Hydroxyäthylierung angewandten molaren Alkali-Stärke-Verhältnisses von 4:1 ein molares 2-0-Hydroxyäthylanhydroglucosezu 6-O-Hydroxyäthylanhydroglucose-Verhältnis von etwa 1 auf; sie wird daher relativ leicht durch körpereigene Amylasen gespalten und in vertretbarer Zeit aus dem Organismus ausgeschieden.

Das folgende Beispiel soll die vorliegende Erfindung näher erläutern, ohne daß diese jedoch hierauf beschränkt sein soll.

Beispiel: 243 g einer durch Säurehydrolyse teilweise abgebauten Wachsmaisstärke mit t] = 2,35 cP (c = 6, Wasser, 37°C) werden unter Stickstoffbegasung bei Zimmertemperatur in einer Lösung von 240 g Natriumhydroxyd in 6 1 Wasser unter Rühren gelöst. In die mit Wasser gekühlte, gelbe, alkalische Abbaustärkelösung werden unter weiterer Stickstoffbegasung 317 g Äthylenoxyd im Verlauf von 2 bis 3 Stunden gasförmig eingeleitet. Nach mehrstündigem Stehen unter Stickstoff wird mit verdünnter Salzsäure (aus 480 ml konz.Salzsäure, d = 1,19, 37 %ig und 3 1 Wasser) unter Wasserkühlung neutralisiert (pH etwa 6). Nach dem Einrühren von 15 g Aktivkohle (Norit SX plus) wird druckfiltriert und das Filtrat im Vakuum bei 60⁰C eingedampft. Zur Trocknung wird 15 bis 20 Stunden im Ölpumpenvakuum auf 60°C erhitzt. Das Trocknungsprodukt wird in 900 ml Dimethylformamid bei 80⁰C bis zur homogenen, trüben Lösung rotiert. Nach Abkühlung auf Zimmertemperatur wird abgesaugt, das auf dem Filter verbliebene Natriumchlorid mit Dimethylformamid ausgewaschen und das Filtrat in etwa 10 1 Aceton eingerührt. Die als gelbes Granulat ausgefallene Roh-IIES wird abgesaugt, mit Aceton ausgewaschen und im Vakuum bei 60 C zu einer glasig-blasigen Masse aufgetrocknet. Ausbeute 352 g.

Zur Reinigung wird in 2 1 Wasser unter schwachem Erwärmen gelöst, mit 22 g Aktivkohle filtriert, das Filtrat im Vakuum bei 60 C auf 900 ml eingeengt und in 9 1 Aceton eingerührt. Die ausgefallene harzige Masse wird zweimal mit frischem Aceton verketet

809842/0722

28H032

"und im Vakuum bei 60°C getrocknet. Ausbeute 272 g.

Zur weiteren Reinigung werden die Ausbeuten aus fünf derartigen Ansätzen, zusammen etwa 1350 g,in 9,5 1 Wasser unter Rühren gelöst und nach dem Einrühren von 64 g Aktivkohle druckfiltriert. Das Filtrat wird mit derselben Menge Aktivkohle verrührt und nochmals druckfiltriert. Anschließend wird im Vakuum bei 60 C auf etwa 4 1 eingeengt und in 20 1 Aceton eingerührt. Das veLße Harz wird dreimal mit frischem Aceton verknetet und danach im Vakuum bei 60 C getrocknet. Ausbeute 1173 g schaumig-v/eiße, feste Substanz mit Λ = 2,95 cP (c = 6, Wasser, 37°C); Substitutionsgrad = 0,71; Natriumchloridgehalt = 5,2 I₁ Pyrogentcst: negativ.

809842/0722

Claims

28U032 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von als Blutplasmaexpander geeigrfiter Hydroxyäthylstärke durch alkalische Hydroxyäthylierung von Stärke, darauffolgende Neutralisierung des Reaktionsgemisches, dadurch gekennzeichnet, daß die gebildete Hydroxyäthylstärke aus der Reaktionsmischung mit einem Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, extrahiert wird, in dem die durch die Neutralisation entstandenen Salze nur wenig bis gar nicht löslich sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydroxyäthylstärke aus dem Extraktionsmittel durch Zusatz eines Fällmittels, in dem Hydroxyäthylstärke wenig bis gar nicht löslich ist, ausgefällt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Fällmittel Aceton eingesetzt wird.

4. Als Blutplasmaexpander geeignete Hydroxyäthylstärke, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch alkalische Hydroxynthylierung von Stärke, darauffolgende Neutralisierung des Reaktionsgemisches, Extraktion der gebildeten Hydroxyäthylstärke aus dem Reaktionsgemisch, mit einem Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, in dem die durch die Neutralisation entstandenen Salze nur wenig bis gar nicht löslich sind, erhalten worden ist.

5. Hydroxyäthylstärke nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Ausfällen der Hydroxyäthylstärke aus dem Extraktionsmittel durch Zusatz eines Fällmittels, in dem Hydroxyäthylstärke wenig bis gar nicht löslich ist, erhalten worden ist.

6. Blutplasmaexpander, dadurch gekennzeichnet, daß er neben üblichen Träger- und Zusatzstoffen Hydroxyäthylstärke nach Anspruch 4 oder 5 enthält.

8098 42/07 2 2 ORIGINAL 1N3PECTED